Kluczowa rola magnezu w spowalnianiu skutków starzenia

Starzenie się wiąże się z wieloma zmianami biologicznymi, fizjologicznymi i psychologicznymi, z których niektóre obejmują pogorszenie funkcji poznawczych, siwienie włosów, osłabienie i zwiększone ryzyko niektórych chorób. Starzenie się zwiększa również ryzyko chorób przewlekłych, takich jak cukrzyca, wysokie ciśnienie krwi i choroby układu krążenia.

Większość osób starszych cierpi na chroniczny niedobór magnezu lub hipomagnezemię, Może to wynikać z niskiej zawartości magnezu w diecie, zmniejszonego wchłaniania jelitowego i zwiększonego oddawania moczu. W niedawnej recenzji opublikowanej w czasopiśmie Składniki odżywcze, Naukowcy debatują nad rolą magnezu w procesie starzenia.

Pobyt: Magnez i oznaki starzenia. Źródło zdjęcia: Monticello / Shutterstock.com

Rola magnezu w starciu telomerów

Telomery znajdują się na obu końcach chromosomów, chroniąc je w ten sposób przed rozpadem i połączeniem z innymi chromosomami w celu zachowania informacji genetycznej. Po każdym podziale komórki traci się od 50 do 100 par zasad telomerowego DNA; Dlatego telomery skracają się wraz z wiekiem.

Kiedy telomery osiągają krytycznie krótką długość, są rozpoznawane przez komórki, a replikacja jest upośledzona, co prowadzi do starzenia się komórek. Poprzednie badania wykazały, że magnez utrzymuje strukturę i integralność telomerowej chromatyny, a także wspomaga regulację telomerazy.

Niestabilność genetyczna

Niestabilność genetyczna, która obejmuje uszkodzenia DNA, nieprawidłowości chromosomalne i mutacje, jest głównym czynnikiem starzenia się. Niestabilność genomu jest spowodowana stresem oksydacyjnym, zmianami epigenetycznymi, niewystarczającą naprawą DNA i utrzymaniem telomerów.

W całym cyklu komórkowym magnez jest niezbędny do stabilizacji składania chromatyny. Ponadto rowki DNA zawierają specyficzne miejsca wiązania Mg, co ilustruje jego rolę w syntezie DNA.

Niewystarczający poziom magnezu powoduje niestabilność DNA w wyniku stresu oksydacyjnego, ponieważ magnez aktywuje różne enzymy biorące udział w naprawie DNA. Zatem magnez odgrywa kluczową rolę w procesie replikacji DNA i utrzymaniu stabilności genomu.

Zmiany epigenetyczne

Modyfikacje epigenetyczne odnoszą się do modyfikacji ekspresji genomu bez zmian w sekwencji DNA. Genom może zostać zmieniony pod wpływem czynników związanych ze stylem życia, dietą i środkami farmaceutycznymi. Ponadto związane z wiekiem środowisko zapalne i cząsteczki hamujące uwalniane ze zestresowanych komórek mogą prowadzić do zmian epigenetycznych, które mogą modyfikować funkcje komórkowe.

Kilka badań podkreśliło związek magnezu z epigenetyką. Na przykład hipomagnezemia prowadzi do zmniejszenia aktywności promotorów wątrobowej 11-beta-hydroksysteroidowej dehydrogenazy (Hsd11b2), co wpływa na metabolizm nowonarodzonego potomstwa.

Utrata prostaty

Zmiany stabilności białek są związane ze słabą stabilnością białek i nieprawidłowo sfałdowanymi białkami. Wiele chorób przewlekłych związanych z wiekiem, takich jak choroba Alzheimera i choroba Parkinsona, wynika z rozregulowania hamowania proteasomów. Co najważniejsze, niski poziom magnezu w mózgu może prowadzić do kilku zaburzeń neurologicznych, w tym epilepsji, choroby Alzheimera, choroby Parkinsona i migreny.

Magnez reguluje w dół produkcję czynnika martwicy nowotworu α (TNF-α) i interleukiny 1β (IL-1β), a także wspomaga usuwanie cząsteczek prekursorów amyloidu β (Aβ) poprzez szlaki degradacji proteasomów. Magnez hamuje również receptory N-metylo-D-asparaginianu (NMDA) i zwiększa neuroprzekaźnictwo pobudzające.

Dysfunkcja mitochondriów

Mitochondria biorą udział w wielu procesach sygnalizacji komórkowej, które determinują los komórek, w tym przeżycie i śmierć komórek w wyniku apoptozy. Dysfunkcyjne mitochondria mogą prowadzić do utrzymującego się przez dłuższy czas niskiego poziomu komórkowego adenozynotrifosforanu (ATP), co może prowadzić do przewlekłego stanu zapalnego, uszkodzenia komórek i stresu oksydacyjnego. Schorzenia te są również powiązane z chorobami związanymi z wiekiem, takimi jak choroba Alzheimera i Parkinsona.

Magnez wiąże się z ATP tworząc kompleks Mg-ATP. Obecność wolnego wewnątrzkomórkowego magnezu wiąże się z rozwojem nadciśnienia tętniczego i cukrzycy, które są częstszymi schorzeniami u osób starszych. Niski poziom magnezu jest również powiązany z uszkodzeniami spowodowanymi stresem oksydacyjnym poprzez zmniejszoną peroksydację lipidów i aktywność enzymów przeciwutleniających.

Starzenie się komórkowe

Starzenie się komórek wiąże się ze stresem komórkowym i nieodwracalnym uszkodzeniem DNA. Dodatkowe cechy starzenia obejmują związaną ze starzeniem dysfunkcję mitochondriów, zmienioną sygnalizację składników odżywczych i stresu oraz dysfunkcję autofagii / autofagii.

Niektóre zmiany komórkowe zachodzące podczas starzenia są podobne do tych spowodowanych hipomagnezemią, w tym zmniejszona ochrona przed uszkodzeniami spowodowanymi stresem oksydacyjnym, żywotność komórek, progresja cyklu komórkowego i zwiększone ryzyko ekspresji czynników transkrypcyjnych.

Wyczerpanie komórek macierzystych

Tkanki ludzkie są utrzymywane przez komórki macierzyste ze względu na ich zdolność do samoodnawiania. Mówiąc dokładniej, komórki macierzyste mogą różnicować się w komórki progenitorowe, z których rozwijają się różne tkanki.

Poprzednie badania wykazały, że zmniejszona zdolność regeneracyjna komórek krwiotwórczych w wyniku starzenia jest związana ze zmniejszoną produkcją nabytych komórek odpornościowych, co jest znane jako immunosenescencja.

Magnez jest silnie powiązany z odpowiedzią immunologiczną. Na przykład magnez jest kofaktorem wytwarzania immunoglobulin (Ig), cytolizy zależnej od przeciwciał, odpowiedzi makrofagów na limfokiny i przylegania komórek odpornościowych.

Wnioski

Ponieważ przebieg starzenia jest zmienny, można go modyfikować poprzez spożycie magnezu i zmiany stylu życia. W niniejszym przeglądzie omówiono znaczenie odpowiedniego poziomu magnezu przez całe życie, który może przyczynić się do zdrowego starzenia się.